(57)【要約】【課題】複数の電源に接続可能な電子機器において、電源の切り換え回路と過電圧保護回路が別々に構成され、ＦＥＴなどのスイッチ手段が複数個用いられることにより、回路規模の拡大とコストアップになっていたため、回路規模の縮小を行うこと。【解決手段】電源の切り換えに用いる導通状態と遮断状態のいずれかに切り換わるスイッチ手段を備える回路と、過電圧保護に用いる導通状態と遮断状態のいずれかに切り換わるスイッチ手段を備える回路とを共通の回路にて構成して、スイッチ手段を制御することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源に接続可能な第１入力端子と、
第２の電源に接続可能な第２入力端子と、
負荷に接続されている出力部と、
導通状態と遮断状態のいずれかに切り換わり前記出力部電圧を制御するスイッチ手段と、
前記第１入力端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、
前記出力部と前記第２入力端子を接続し、前記スイッチ手段の入力部に前記第１入力端子を接続し、前記スイッチ手段のコントロール端子に前記第２入力端子及び、前記電圧レベル検出手段の出力部を接続する接続手段を備え、
前記第２入力端子に第２の電源が接続されたときには、前記スイッチ手段を遮断状態にし、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、
前記第２入力端子に前記第２の電源が非接続で且つ、前記第１の電源が接続された前記第１入力端子の電圧が所定レベル以下のときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されるように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で制御し、前記第１入力端子の電圧が所定レベルを超えるときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されないように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で制御することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
第１の電源に接続可能な第１入力端子と、
第２の電源に接続可能な第２入力端子と、
負荷に接続されている出力部と、
導通状態と遮断状態のいずれかに切り換わり前記出力部電圧を制御するスイッチ手段と、
前記第１入力端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、
前記出力部と前記第２入力端子を接続し、前記スイッチ手段の入力部に前記第１入力端子を接続し、前記スイッチ手段のコントロール端子に前記第２入力端子及び、前記電圧レベル検出手段の出力部を接続する接続手段を備え、
前記第１入力端子に前記第１の電源が非接続で、且つ、前記第２入力端子に前記第２の電源が接続されたときには、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、
前記第２入力端子に前記第２の電源が非接続の状態において、前記スイッチ手段は前記電圧レベル検出手段の出力で制御されることにより、前記第１の電源が接続された前記第１入力端子の電圧が第１の所定レベル以下のときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、前記第１の電源が接続された前記第１入力端子の電圧が前記第１の所定レベルを超えるときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されず、
前記第２入力端子に前記第２の電源が接続され、且つ、前記第１入力端子の電圧が前記第１の所定レベルより低い第２の所定レベルに未達のときには、前記スイッチ手段を遮断状態にし、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、前記第１入力端子の電圧が前記第２の所定レベルに達し、且つ、前記第１の所定レベル以下のときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されるように、前記スイッチ手段を制御し、
前記第２入力端子に前記第２の電源が接続され、且つ、前記第１入力端子の電圧が前記第１の所定レベルを超えたときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されないように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で遮断状態にし、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されるように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で制御することを特徴とする電子機器。
【請求項３】
前記スイッチ手段がＦＥＴであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電源に接続可能な電子機器であって、電源の切り換えと過電圧保護回路を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数の電源に接続可能な電子機器においては、電源の切り換え回路が備えられている。更に、電源入力端子に過電圧が印加されると負荷を構成する回路部品などが破壊される恐れがあるため、過電圧保護回路の追加が必要な場合があった。この過電圧保護回路の具体的な例として、負荷に接続されている出力部の電圧が所定の電圧より高くなったことを検出した場合に、入力端子に接続されているＦＥＴを遮断状態にして、過電圧が負荷にかからないようにした過電圧保護回路が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３３９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術において、複数電源を切り換える場合、電源の切り換え回路では導通状態と遮断状態とに切り換わるＦＥＴなどのスイッチ手段が用いられていた。また、従来技術の過電圧保護回路においても、導通状態と遮断状態とに切り換わるＦＥＴなどのスイッチ手段が用いられていた。
【０００４】
従来、複数の電源に接続可能な電子機器においては、電源の切り換え回路と過電圧保護回路が別々に構成され、ＦＥＴなどのスイッチ手段が複数個用いられているため、回路規模の拡大とコストアップになっていた。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決するもので、電源の切り換え回路と過電圧保護回路を共通の回路にて構成することにより、回路規模の拡大とコストアップを抑えながら、電源の切り換えと過電圧保護を制御できる手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の発明の制御手段は、第１の電源に接続可能な第１入力端子と、第２の電源に接続可能な第２入力端子と、負荷に接続されている出力部と、導通状態と遮断状態のいずれかに切り換わり前記出力部電圧を制御するスイッチ手段と、前記第１入力端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、前記出力部と前記第２入力端子を接続し、前記スイッチ手段の入力部に前記第１入力端子を接続し、前記スイッチ手段のコントロール端子に前記第２入力端子及び、前記電圧レベル検出手段の出力部を接続する接続手段を備え、
前記第２入力端子に第２の電源が接続されたときには、前記スイッチ手段を遮断状態にし、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、前記第２入力端子に前記第２の電源が非接続で且つ、前記第１の電源が接続された前記第１入力端子の電圧が所定レベル以下のときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されるように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で制御し、前記第１入力端子の電圧が所定レベルを超えるときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されないように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で制御することを特徴とする。
第二の発明の制御手段は、第１の電源に接続可能な第１入力端子と、第２の電源に接続可能な第２入力端子と、負荷に接続されている出力部と、導通状態と遮断状態のいずれかに切り換わり前記出力部電圧を制御するスイッチ手段と、前記第１入力端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、前記出力部と前記第２入力端子を接続し、前記スイッチ手段の入力部に前記第１入力端子を接続し、前記スイッチ手段のコントロール端子に前記第２入力端子及び、前記電圧レベル検出手段の出力部を接続する接続手段を備え、
前記第１入力端子に前記第１の電源が非接続で、且つ、前記第２入力端子に前記第２の電源が接続されたときには、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、
前記第２入力端子に前記第２の電源が非接続の状態において、前記スイッチ手段は前記電圧レベル検出手段の出力で制御されることにより、前記第１の電源が接続された前記第１入力端子の電圧が第１の所定レベル以下のときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、前記第１の電源が接続された前記第１入力端子の電圧が前記第１の所定レベルを超えるときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されず、
前記第２入力端子に前記第２の電源が接続され、且つ、前記第１入力端子の電圧が前記第１の所定レベルより低い第２の所定レベルに未達のときには、前記スイッチ手段を遮断状態にし、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力され、前記第１入力端子の電圧が前記第２の所定レベルに達し、且つ、前記第１の所定レベル以下のときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されるように、前記スイッチ手段を制御し、
前記第２入力端子に前記第２の電源が接続され、且つ、前記第１入力端子の電圧が前記第１の所定レベルを超えたときには、前記第１の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されないように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で遮断状態にし、前記第２の電源の印加電圧に基づく電圧が前記出力部に出力されるように、前記スイッチ手段を前記電圧レベル検出手段の出力で制御することを特徴とする。  第三の発明の制御手段は、第一の発明又は第二の発明の導通状態と遮断状態のいずれかに切り換わり前記出力部電圧を制御するスイッチ手段として、ＦＥＴを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べた本発明によれば、複数の電源に接続可能な電子機器において、電源の切り換え回路と過電圧保護回路を共通の回路にて構成することにより、回路規模の拡大とコストアップを抑えながら、電源の切り換えと過電圧保護を制御できる。
【０００８】
本願発明の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照して、電源の切り換え回路と過電圧保護回路を共通の回路にて構成する電源制御回路１について説明する。
【００１０】
電源制御回路１において、Ｑ１１はＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（以後、“トランジスタＱ１１”と記す）であり、Ｔ１１はＡＣアダプター１０１に接続可能な第１入力端子である。この入力端子Ｔ１１はトランジスタＱ１１のソース端子とダイオードＤ１１のアノード端子に接続され、ダイオードＤ１１のカソード端子は抵抗Ｒ１３に接続されている。
【００１１】
Ｒ１１、Ｒ１２は第１入力端子Ｔ１１とグランド（ＧＮＤ）との間に設けられた分圧抵抗で、分圧抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の分圧点が電圧レベルを検出するコントローラＩＣ２１の入力端子に接続される。ＩＣ２１は入力端子の電圧レベルが所定の閾値（１Ｖ）以下の場合、ＩＣ２１の出力端子が０Ｖとなり、１Ｖを超える場合、ＩＣ２１の出力端子がハイインピーダンスとなるコントローラＩＣである。コントローラＩＣ２１の出力端子は抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４に接続され、Ｒ１４の他端はトランジスタＱ１１のゲート端子とダイオードＤ１２のカソード端子に接続される。トランジスタＱ１１のドレイン端子はダイオードＤ１４のアノード端子に接続され、ダイオードＤ１４のカソード端子は出力部Ｔ１３に接続される。Ｔ１２はクレードル１０２に接続可能な第２入力端子である。この入力端子Ｔ１２はダイオードＤ１２のアノード端子とダイオードＤ１３のアノード端子に接続され、ダイオードＤ１３のカソード端子はダイオードＤ１４のカソード端子と出力部Ｔ１３に接続される。出力部Ｔ１３は回路部品等の負荷１０３に接続された構成となっている。尚、クレードル１０２は、ディジタルカメラである電子機器を載置させることで、ディジタルカメラに電源を供給することができる拡張機器に該当し、商用電源からＤＣ電圧をカメラに印加することが可能なＡＣアダプターの一種である。
【００１２】
次に図１を参照して、上述の回路構成を有する電源制御回路１の回路動作について以下に説明する。
【００１３】
クレードル１０２より入力電圧Ｖin２（５Ｖ）が第２入力端子Ｔ１２に印加されると、ダイオードＤ１２を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子に電圧が印加され、トランジスタＱ１１がオフ状態になる。つまり、入力電圧Ｖin２はＤ１３を介して、出力部Ｔ１３に出力される。
【００１４】
また、クレードル１０２が非接続で且つ、ＡＣアダプター１０１より入力電圧Ｖin1（５Ｖ）が第１入力端子Ｔ１１に印加されると、分圧抵抗Ｒ１１、Ｒ１２に電流が流れ、電圧レベルを検出するコントローラＩＣ２１の入力端子に電圧が印加される。尚、第１入力端子Ｔ１１の電圧が５Ｖの場合、分圧抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の分圧点が１Ｖとなるように分圧抵抗Ｒ１１、Ｒ１２が設定されている。コントローラＩＣ２１では入力された電圧のレベルを検出し、所定の閾値（１Ｖ）以下の場合、ＩＣ２１の出力電圧は０Ｖとなり、抵抗Ｒ１４を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子に電圧０Ｖが印加され、トランジスタＱ１１がオン状態になる。つまり、入力電圧Ｖin1がトランジスタＱ１１及び、ダイオードＤ１４を介して、出力部Ｔ１３に出力される。
【００１５】
そして、ＡＣアダプター１０１より入力電圧Ｖin1が電圧５Ｖを超えて、第１入力端子Ｔ１１に印加されると、コントローラＩＣ２１の入力端子の電圧レベルが所定の閾値（１Ｖ）を超えることにより、ＩＣ２１の出力端子はハイインピーダンスとなる。すると、入力電圧Ｖin1がダイオードＤ１１と抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子に印加され、トランジスタＱ１１のゲート端子とソース端子がほぼ同電位となり、トランジスタＱ１１がオフ状態になって、入力電圧Ｖin１は出力部Ｔ１３に出力されなくなる。即ち、ＡＣアダプター１０１の出力電圧Ｖin1が異常に高電圧である場合には、Ｖin１の電圧は出力部Ｔ１３に出力されなくなる。
【００１６】
このように、クレードル１０２が第２入力端子Ｔ１２に接続されている場合は、ＡＣアダプター１０１が第１入力端子Ｔ１１に接続されているか否かにかかわらず、クレードル１０２よりの入力電圧Ｖin２が優先されて出力部Ｔ１３に出力される。また、クレードル１０２が第２入力端子Ｔ１２に接続されていない場合は、ＡＣアダプター１０１が第１入力端子Ｔ１１に接続されているか否かによって、ＡＣアダプター１０１よりの入力電圧Ｖin１が出力部Ｔ１３に出力されるかまたは、出力されない状態となる。更に、ＡＣアダプター１０１の出力電圧Ｖin1が異常に高電圧である場合には、Ｖin１の電圧は出力部Ｔ１３に出力されなくなる。
【００１７】
次に図２を参照し、他の実施例として電源制御回路１１０の回路動作について以下に説明する。
【００１８】
図２において、図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。即ち、図１と異なる点は、入力端子Ｔ１１にＡＣアダプター１０１に代えてＡＣアダプター３０１が接続されている点と、分圧抵抗Ｒ１１、Ｒ１２に代えてＲ３１、Ｒ３２が接続されている点である。尚、ＡＣアダプター３０１は、出力電圧がＡＣアダプター１０１より高めに設定されている。このＡＣアダプター３０１が非接続で且つ、クレードル１０２より入力電圧Ｖin２（５Ｖ）が第２入力端子Ｔ１２に印加されると、入力電圧Ｖin２はＤ１３を介して、出力部Ｔ１３に出力される。
【００１９】
また、クレードル１０２が非接続で且つ、ＡＣアダプター３０１より第１の所定レベルＶ１（例えば５.７Ｖ）以下の入力電圧Ｖin３が第１入力端子Ｔ１１に印加されると、分圧抵抗Ｒ３１、Ｒ３２に電流が流れ、電圧レベルを検出するコントローラＩＣ２１の入力端子に電圧が印加される。尚、第１入力端子Ｔ１１の電圧が５.７Ｖの場合、分圧抵抗Ｒ３１、Ｒ３２の分圧点が１Ｖとなるように分圧抵抗Ｒ３１、Ｒ３２が設定されている。コントローラＩＣ２１では入力された電圧のレベルを検出し、所定の閾値（１Ｖ）以下の場合、ＩＣ２１の出力電圧は０Ｖとなり、抵抗Ｒ１４を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子に電圧０Ｖが印加され、トランジスタＱ１１がオン状態になる。つまり、入力電圧Ｖin３がトランジスタＱ１１及び、ダイオードＤ１４を介して、出力部Ｔ１３に出力される。そして、ＡＣアダプター３０１より入力電圧Ｖin３が電圧５.７Ｖを超えて、第１入力端子Ｔ１１に印加されると、コントローラＩＣ２１の入力端子の電圧レベルが所定の閾値（１Ｖ）を超えることにより、ＩＣ２１の出力端子はハイインピーダンスとなる。すると、入力電圧Ｖin３がダイオードＤ１１と抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子に印加され、トランジスタＱ１１のゲート端子とソース端子がほぼ同電位となり、トランジスタＱ１１がオフ状態になって、入力電圧Ｖin３は出力部Ｔ１３に出力されなくなる。即ち、ＡＣアダプター３０１の出力電圧Ｖin３が異常に高電圧である場合には、Ｖin３の電圧は出力部Ｔ１３に出力されなくなる。
【００２０】
次に、ＡＣアダプター３０１より入力電圧Ｖin３が第１入力端子Ｔ１１に印加され、且つ、クレードル１０２より入力電圧Ｖin２（５Ｖ）が第２入力端子Ｔ１２に印加された場合について以下に図２を参照し説明する。
【００２１】
ＡＣアダプター３０１より入力電圧Ｖin３が第２の所定レベルＶ２（例えば５.４Ｖ）に  未達の場合は、クレードル１０２より入力電圧Ｖin２（５Ｖ）がダイオードＤ１２を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子に電圧が印加され、トランジスタＱ１１がオフ状態になる。つまり、入力電圧Ｖin２がＤ１３を介して、出力部Ｔ１３に出力される。
【００２２】
また、ＡＣアダプター３０１より入力電圧Ｖin３が５.４Ｖ以上で５.７Ｖ以下の場合は、クレードル１０２より入力電圧Ｖin２（５Ｖ）がダイオードＤ１２を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子にダイオードＤ１２の順方向電圧ＶF（０.５Ｖ）降下した電圧（４.５Ｖ）が印加される。そして、トランジスタＱ１１のゲート端子の電圧がソース端子の電圧よりも所定電圧Ｖth（−０.９Ｖ）以下となることにより、トランジスタＱ１１がオン状態となる。上述の所定電圧Ｖth（−０.９Ｖ）とは、トランジスタＱ１１のゲート端子の電圧がソース端子の電圧よりも０.９Ｖ以下となることにより、トランジスタＱ１１がオンするゲート閾値電圧である。つまり、入力電圧Ｖin３がトランジスタＱ１１及び、ダイオードＤ１４を介して、出力部Ｔ１３に出力される。
【００２３】
そして、ＡＣアダプター３０１より入力電圧Ｖin３が電圧５.７Ｖを超えて、第１入力端子Ｔ１１に印加されると、コントローラＩＣ２１の入力端子の電圧レベルが所定の閾値（１Ｖ）を超えることにより、ＩＣ２１の出力端子はハイインピーダンスとなる。すると、入力電圧Ｖin３がダイオードＤ１１と抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４を介して、トランジスタＱ１１のゲート端子に印加され、トランジスタＱ１１のゲート端子とソース端子がほぼ同電位となり、トランジスタＱ１１がオフ状態になる。つまり、入力電圧Ｖin３が遮断され、入力電圧Ｖin２がＤ１３を介して、出力部Ｔ１３に出力される。即ち、ＡＣアダプター３０１の出力電圧Ｖin３が異常に高電圧である場合には、Ｖin３の電圧は出力部Ｔ１３に出力されなくなる。
【００２４】
なお、ダイオードの順方向電圧ＶF、トランジスタＱ１１のゲート閾値電圧および、コントローラＩＣ２１などの特性のばらつきにより、トランジスタＱ１１を制御する電圧レベルなどが変化することは言うまでもない。また、ＡＣアダプター３０１よりの入力電圧Ｖin３が５.４Ｖ以上で５.７Ｖ以下のときの制御のように、異常な高電圧を検出する電圧レベルに余裕を持たせる場合と持たせない場合がある。
【００２５】
以上のように、複数の電源に接続可能な電源制御回路において、電源の切り換え回路と過電圧保護回路を共通の回路にて構成することができる。そして、回路規模の拡大とコストアップを抑えながら、電源の切り換えと過電圧保護を制御することができる。
【００２６】
なお、上述した実施例は、説明を容易にするために、ゲート電圧が所定の閾値以下のとき電流が導通し、オン状態になる半導体スイッチ素子であるＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いて説明をしたが、同様の動作をする半導体スイッチであれば、これに限定されるものではない。また、接続される電源の数が増えた場合においても、スイッチ回路を増やすことにより、同様の回路構成が可能となることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例である電源制御回路の形態を示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施例である電源制御回路の形態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
１              …電源制御回路
Ｒ１１、Ｒ１２  …分圧抵抗
Ｑ１１          …Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ
２１            …電圧レベルを検出するコントローラＩＣ
Ｔ１１、Ｔ１２  …入力端子
Ｔ１３          …出力部
Ｒ３１、Ｒ３２  …分圧抵抗
【図１】
2010017063.tif 000003
【図２】
2010017063.tif 000004